Bien qu'il n'ait été initialement conçu que comme un démonstrateur technologique pour une future constellation de satellites, le petit satellite météorologique arctique de l'Agence spatiale européenne (ESA) a déjà remporté un succès qui dépasse toutes les attentes. Le Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (CEPMMT), l'une des principales institutions mondiales dans ce domaine, a commencé à utiliser opérationnellement ses données dans ses systèmes de création de modèles de prévision. Cette étape représente une confirmation exceptionnellement forte de la qualité et de la valeur de la mission, prouvant que même des satellites plus petits, développés avec agilité, peuvent apporter des avancées révolutionnaires dans la science et la vie quotidienne.

Cette mission, qui a été réalisée du concept au lancement en un temps record de seulement trois ans et avec un budget nettement inférieur à celui des projets spatiaux traditionnels, fournit des données exceptionnellement précieuses sur l'humidité et la température de l'atmosphère. Les données collectées par ce satellite compact sont maintenant intégrées à de nombreuses autres observations provenant de diverses sources. Elles sont combinées avec des prévisions à court terme basées sur des mesures antérieures pour créer l'image la plus précise possible de l'état actuel de l'atmosphère terrestre. Cette analyse détaillée sert de point de départ essentiel pour la génération de toutes les prévisions météorologiques futures, qu'elles soient à court ou à long terme.

Une révolution dans la collecte des données météorologiques

Les informations fournies par le radiomètre à micro-ondes du satellite météorologique arctique complètent les données de satellites similaires, mais beaucoup plus grands et plus coûteux, exploités par des organisations telles que l'Organisation européenne pour l'exploitation des satellites météorologiques (Eumetsat), l'Administration nationale américaine des océans et de l'atmosphère (NOAA) et l'Administration météorologique chinoise (CMA). L'avantage clé de ce satellite réside dans son agilité et ses capteurs spécialisés qui ouvrent de nouvelles possibilités en matière d'observation de la Terre.

Pour la première fois, le satellite météorologique arctique opère dans la bande spectrale dite "submillimétrique", utilisant des longueurs d'onde inférieures à un millimètre. Cette technologie offre aux scientifiques un aperçu totalement nouveau de la formation et de la structure des nuages de glace, ce qui était jusqu'à présent extrêmement difficile à suivre avec les instruments existants. La mission a ainsi prouvé sans équivoque que des mesures micro-ondes passives de haute qualité peuvent être obtenues à l'aide d'un satellite petit et rentable. Lancé il y a environ un an et demi, ce prototype, développé pour une fraction du coût d'une mission d'observation de la Terre traditionnelle, a déjà montré que l'approche "New Space" – qui implique un développement rapide à moindre coût – peut être appliquée avec succès à une future constellation de satellites similaires.

La décision du CEPMMT d'assimiler ses données dans son système de prévision opérationnel constitue la plus forte reconnaissance possible de l'excellence de cette mission. Les analyses ont montré que les données de ce satellite apportent une amélioration robuste des prévisions, en particulier en ce qui concerne la prévision du vent. Sur les cartes de prévision, les zones d'amélioration sont clairement visibles. De plus, le nouveau canal à 325 GHz utilisé par le satellite permet de détecter des températures de rayonnement plus basses, offrant une représentation et une analyse beaucoup plus claires des cyclones puissants comme les typhons, et permettant un suivi plus précis de leur développement et de leur trajectoire.

La philosophie "New Space" comme clé du succès

Ville Kangas, chef de projet du satellite météorologique arctique à l'ESA, a exprimé son immense fierté quant aux réalisations de la mission. "Bien que nous soyons convaincus que notre approche 'New Space' pour le développement et la construction du satellite réussirait, ses performances en orbite ont largement dépassé nos attentes", a-t-il déclaré. "Étant donné qu'il ne s'agit que d'un démonstrateur – un précurseur d'une constellation potentielle de satellites capables de fournir un flux de données quasi continu pour la prévision météorologique à très court terme dans l'Arctique et au-delà – nous ne pourrions être plus satisfaits de ce qui a été accompli."

Avec une masse de seulement 125 kg et des dimensions de 1,0 m × 5,3 m × 0,9 m, le satellite météorologique arctique appartient à la catégorie des petits satellites. Son instrument principal est un radiomètre à micro-ondes à balayage transversal de 19 canaux qui fournit des profils verticaux à haute résolution de la température et de l'humidité atmosphériques dans toutes les conditions météorologiques, indépendamment de la couverture nuageuse. Malgré son nom, le satellite recueille des mesures dans le monde entier. Cependant, ses données sur l'humidité sont particulièrement précieuses pour les prévisions météorologiques dans la région arctique, où les concentrations de vapeur d'eau peuvent changer de manière extrêmement rapide et spectaculaire, ce qui a un impact significatif sur les conditions météorologiques de tout l'hémisphère Nord.

L'Arctique au centre de l'attention : L'importance mondiale de la région polaire

Les conséquences de la crise climatique se font sentir beaucoup plus fortement en Arctique que dans d'autres parties du monde, un phénomène connu sous le nom d'"amplification arctique". Cependant, ce qui se passe en Arctique ne reste pas en Arctique ; ces changements affectent le système terrestre dans son ensemble, modifiant les courants océaniques et les schémas météorologiques mondiaux. Les informations provenant du satellite météorologique arctique et d'une future constellation potentielle, nommée EPS-Sterna, apporteront un soutien inestimable à la recherche sur le changement climatique et à une meilleure compréhension de ces processus complexes.

La constellation proposée EPS-Sterna se composerait de six satellites, assurant ainsi une couverture temporelle bien plus grande et un rafraîchissement des données plus rapide. Il est prévu que chaque satellite de la constellation soit remplacé trois fois au cours de sa durée de vie opérationnelle afin de garantir une fourniture continue de données pendant de nombreuses années. Il est envisagé que l'ESA construise la constellation EPS-Sterna en collaboration avec Eumetsat, en suivant le modèle établi et éprouvé utilisé pour d'autres missions météorologiques européennes, telles que les satellites géostationnaires Meteosat et les satellites à orbite polaire MetOp.

Les systèmes existants ont leurs limites. Les satellites géostationnaires Meteosat, situés à une altitude de 36 000 km au-dessus de l'équateur, envoient des images toutes les 15 minutes, mais n'ont pas de visibilité aux latitudes plus élevées près des pôles, ce qui les rend inadaptés à la prévision météorologique en Arctique. D'autre part, les satellites MetOp fournissent des données au-dessus des pôles en orbitant autour de la Terre à une altitude plus basse, mais il peut s'écouler jusqu'à 24 heures pour obtenir une couverture mondiale. La constellation EPS-Sterna de six satellites comblerait précisément cette lacune critique dans la couverture temporelle, permettant ce que l'on appelle le "nowcasting" – le suivi et la prévision du temps à très court terme. Si la constellation EPS-Sterna devient une réalité, elle compléterait les missions existantes telles que MetOp de deuxième génération, le système américain JPSS et les missions météorologiques polaires chinoises Fengyun, en doublant le nombre de plans orbitaux de trois à six et en améliorant ainsi considérablement le système d'observation mondial.